Page 103 - 《广西植物》2022年第3期

３ 期 张雅芳等: 南亚热带四种不同演化程度禾本科植物夏季光能利用策略差异分析 ４ ４ ７

图 ７ 四种禾本科植物色素含量和光合特性相关性
Ｆｉｇ. ７ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｉｇｍｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ａｎｄ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｆｏｕｒ Ｐｏａｃｅａｅ ｓｐｅｃｉｅｓ

Ｆｕｒｂａｎｋ ＆ Ｈａｔｃｈ(１９８７)指出ꎬ强光高温条件下ꎬＣ 象在 Ｃ 植物不同亚型间也有报道( Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ
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植物 ＢＳ 会渗漏部分 ＣＯ 到叶肉细胞中去ꎬ从而提 ２０１４)ꎬ被子植物 Ｃ 途径的形成至少经历了 ６４ 次
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高叶肉细胞的 Φ ꎮ 本研究中ꎬ两种 Ｃ 植物高 ＷＵＥ 独立进化(Ｈｉｂｂｅｒｄ ＆ Ｑｕｉｃｋꎬ ２００２)ꎬ禾本科植物中
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极可能也是高碳同化力的一个客观反映ꎬ同时还 则至 少 有 ２２ ~ ２４ 次 独 立 进 化 ( ＧＰＷＧ Ⅱ ｅｔ ａｌ.ꎬ
提高了叶片的 Φ ꎬ增强叶片弱光利用能力ꎬ综合光 ２０１２)ꎬ逆境下光合途径转化的现象与此有关ꎮ
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适应能力更强ꎮ 高温湿热天气下ꎬ芦苇利用类胡萝卜素防御
高温炎热天气条件下ꎬＣ 地毯草叶绿素总含 光抑制也是一种光能利用策略ꎮ 相比于其他三种
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量明显低于其他三种植物ꎬ有助于减少叶片对强 植物ꎬ芦苇叶黄质和新黄质含量均较高ꎬ叶黄素循
光的吸收ꎬ这是地生 Ｃ 植物的一种光适应策略ꎮ 环库容也较高ꎮ 这些类胡萝卜素同处于一个代谢
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和 ５ 月常温条件( 常温下叶绿素总量为 ９.８ ± ０.３ 体系中ꎬ叶黄素循环色素可以转换为新黄质ꎬ其前
ｍｇｇ )相比较ꎬＣ 甘蔗叶绿素总含量也降低ꎬ叶 体物质也可以转换为叶黄质( Ｌｕ ＆ Ｌｉꎬ ２００８)ꎬ类
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绿素 ａ / ｂ 的比值也略低于常温条件( 常温下叶绿 胡萝卜素总体较高表明该代谢途径活跃ꎮ 叶黄素
素 ａ / ｂ 值为 ３.１ ∶ １)ꎮ 色素含量和色素－蛋白复合 循环的光保护作用机制有玉米黄质直接淬灭激发
体ꎬ尤其是捕光蛋白复合体有固定化学计量关系 态叶绿素假说( Ｃｈｏｗꎬ １９９４) 和 ＰＳ Ⅱ色素捕光蛋
(Ｆａｒｑｕｈａｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９８２)ꎬ色素含量的降低是叶绿体 白复合体聚集利于叶绿素荧光非淬灭假说( Ｈｏｒｔｏｎ
内部结构和功能调节的一种反映ꎬ有助于防止光 ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９６)ꎮ 从叶黄素循环色素中午 ＤＰＳ 看ꎬ芦

氧 化 和 光 漂 白 ( Ｐｏｗｌｅｓꎬ １９８４ꎻ Ｎｉｙｏｇｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ 苇处于中等水平ꎬ正午 ＤＰＳ 和 ＮＰＱ 显著线性正相
２００１)ꎮ 本研究还发现ꎬＣｈｌａ / Ｃｈｌｂ 和 Ｐ 呈显著的 关ꎬ表明叶黄素循环实质上起到了光保护作用ꎬ支
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正相关关系ꎬ表明 Ｃｈｌａ / Ｃｈｌｂ 比值的变化直接影响 持色素捕光蛋白复合体聚集淬灭假说ꎮ
光合碳同化能力ꎮ 佛肚竹位于禾本科系统树 ＢＯＰ 分支的较高位ꎬ
逆境胁迫下ꎬ通过维持高 Ｐ 消耗光能的策略 与两种 Ｃ 植物相比ꎬ在炎夏伏天固碳能力及水分利
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在部分 Ｃ 植物ꎬ如红树( 朱俊杰和曹坤芳ꎬ２０１８)、 用率均较低ꎬ量子效率也较低ꎬ但其叶黄素循环色
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冬小麦( Ｓａｖｉｔｃｈ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００２) 等植物上也有报道ꎮ 素库容最高ꎮ 其光能利用策略最明显的特征是借
本研究中ꎬ处于禾本科进化树 ＰＡＣＭＡＤ 分支较高 助类胡萝卜素与 ＮＰＱ 偶联方式耗散多余光能ꎮ 孙
位置芦竹亚科的 Ｃ 芦苇ꎬ和该分支基群系黍亚科 化雨等(２０１５) 和娄永峰(２０１６) 在毛竹中也证实了
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的两种 Ｃ 植物类似ꎬ也通过维持较高的 Ｐ 消耗大 叶黄素循环偶联 ＮＰＱ 的光抑制防御策略ꎮ
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量光能ꎬ并且ꎬ芦苇同样具有较高的 ＷＵＥ 和 Φ ꎮ ３.２ 炎夏伏天光能利用策略与生态分布和生活型
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龚春梅等(２００７)发现ꎬ在干旱胁迫下部分芦苇会 选择的关系分析
出现由 Ｃ 向 Ｃ 途径的转化ꎬ这种光合途径转化现 本研究中ꎬ南亚热带地区两种 Ｃ 禾本科植物
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